Tutti gli organi del corpo sono composti da due tipi di cellule; le cellule parenchimali che svolgono la funzione effettiva di quell’organo, e le cellule di supporto che forniscono supporto e nutrimento alle cellule parenchimali.
Lo stesso vale per il cervello e il midollo spinale. Il sistema nervoso è composto da neuroni che svolgono la funzione effettiva del sistema. Le cellule di supporto che forniscono nutrimento, supporto e protezione ai neuroni sono chiamate cellule gliali.
Gli astrociti sono un sottotipo di cellule gliali presenti nel cervello e nel midollo spinale. Sono le cellule gliali più abbondanti presenti nel cervello. Gli astrociti hanno due sottotipi e svolgono una serie di funzioni. Nell’articolo, esamineremo diversi aspetti relativi agli astrociti.
Struttura
Come suggerisce il nome, gli astrociti sono cellule a forma di stella. Hanno diversi processi che si irradiano dal corpo centrale. Esistono due tipi di astrociti. Ogni tipo ha la sua struttura a seconda della funzione che svolge.
In generale, gli astrociti hanno organelli radi e hanno diversi processi che si irradiano dal corpo centrale della cellula. Questi processi possono essere ramificati o non ramificati. Ogni processo degli astrociti mostra un’ampia ramificazione terminale che permette a un singolo astrocita di essere associato a un certo numero di sinapsi neuronali.
Alcuni processi hanno piedi vascolari alla loro estremità e partecipano alla formazione della barriera emato-encefalica (BBB).
Tipi
Gli astrociti si dividono in due grandi categorie:
Astrociti fibrosi:
Gli astrociti fibrosi hanno lunghi processi che si irradiano dal corpo cellulare centrale. Questi processi non sono ramificati. Hanno solo pochi organelli. I lunghi processi hanno piedi vascolari che circondano i capillari presenti nelle vicinanze degli astrociti.
Questi astrociti si vedono tipicamente nella materia bianca del cervello e del midollo spinale. Sono meno comuni rispetto agli astrociti protoplasmatici.
Astrociti protoplasmatici:
Gli astrociti protoplasmatici hanno processi brevi. I processi degli astrociti protoplasmatici sono ramificati. Hanno organelli e citoplasma abbondanti, come evidente dal nome.
Questo tipo di astrociti è più abbondantemente presente nel SNC. Si vedono nella materia grigia del cervello e del midollo spinale.
Sviluppo embriologico
Gli astrociti sono derivati dalle cellule del neuroepitelio presenti nel tubo neurale in sviluppo. Le cellule neuroepiteliali al momento della differenziazione producono glioblasti, chiamati anche spongioblasti.
Questi glioblasti si differenziano in oligodendroblasti e astroblasti. Gli oligodendroblasti danno origine agli oligodendrociti. Gli astroblasti si differenziano ulteriormente in astrociti protoplasmatici o astrociti fibrosi.
Quindi, il precursore degli astrociti è lo stesso
neuroepitelio che dà origine alle altre cellule gliali e ai neuroni presenti
nel SNC.
Funzioni
Gli astrociti sono le cellule gliali più abbondanti e più diverse presenti nel SNC. Svolgono una serie di funzioni che sono essenziali per il normale funzionamento dei neuroni. Di seguito è riportato un breve dettaglio delle funzioni degli astrociti.
Regolazione della concentrazione ionica:
Gli astrociti svolgono il ruolo più importante nella regolazione della concentrazione ionica extracellulare intorno ai neuroni. La concentrazione di vari ioni nel fluido extracellulare controlla la generazione e la trasmissione degli impulsi nervosi nei neuroni.
Se la concentrazione ionica viene disturbata, i neuroni possono non riuscire a generare o propagare gli impulsi nervosi.
Gli astrociti regolano la concentrazione ionica extracellulare tamponando gli ioni di potassio (K+) extracellulari.
Supporto fisico:
I processi citoplasmatici degli astrociti forniscono
sostegno fisico ai neuroni. Giocano un ruolo importante nel decidere la
struttura del cervello. Forniscono il supporto fisico per il movimento dei neuroni che si differenziano nel cervello in via di sviluppo.
Barriera emato-encefalica:
La barriera emato-encefalica impedisce l’ingresso di particelle di grandi dimensioni, ioni o proteine dal sangue nel materiale extracellulare del cervello. È molto essenziale per mantenere il cervello in un compartimento separato.
Gli astrociti giocano un ruolo importante nella formazione della barriera emato-encefalica. I processi protoplasmatici degli astrociti hanno piedi vascolari. Circondano le cellule endoteliali dei capillari presenti nel cervello.
Impediscono qualsiasi perdita o movimento di qualsiasi sostanza indesiderata dal sangue nei capillari alla matrice extracellulare del cervello. Così, gli astrociti sono una componente importante della barriera emato-encefalica.
Riserva di carburante:
Gli astrociti sono le cellule gliali che agiscono come riserva di carburante per i neuroni. Queste cellule sono in grado di immagazzinare glicogeno e di fornirlo ai neuroni quando necessario.
Gli astrociti non solo immagazzinano glucosio sotto forma di
glicogeno ma possono anche produrre glucosio da fonti non carboidrate. Gli astrociti
sono le uniche cellule gliali che sono capaci di gluconeogenesi. Così, possono
fornire il glucosio appena formato ai neuroni.
Forniscono anche altri nutrienti ai neuroni come il lattato ecc.
Regolazione del flusso sanguigno:
Gli astrociti possono anche controllare il flusso sanguigno nel cervello. Agiscono come vaso-modulatori. Queste cellule regolano la vasodilatazione nel SNC, controllando così il flusso sanguigno.
Escrezione dei rifiuti:
Gli astrociti raccolgono i metaboliti e altri prodotti di scarto e li spostano nei capillari. Quindi, hanno un ruolo nella
rimozione dei metaboliti nocivi e dei prodotti di scarto dal SNC.
Struttura delle sinapsi:
I processi protoplasmatici degli astrociti coprono le varie sinapsi presenti nel SNC. Hanno un ruolo nella struttura e nella formazione delle sinapsi. Influenzano anche il funzionamento delle sinapsi e la loro plasticità.
Membrana gliale limitante:
I processi plantari degli astrociti costituiscono la membrana gliale limitante. È lo strato più esterno del tessuto neuronale nel cervello e nel midollo spinale. La membrana gliale limitante riveste le meningi sulla superficie esterna del SNC.
Impedisce la migrazione dei neuroni e delle cellule gliali e dei neuroni nelle meningi. Regola anche il movimento di piccole molecole tra le meningi e il parenchima del cervello e del midollo spinale.
Riparazione:
Si pensa che gli astrociti abbiano anche un ruolo nella riparazione dei tessuti neuronali nel SNC. Quando si verifica una lesione al tessuto nervoso nel cervello o nel midollo spinale, gli astrociti migrano in quel luogo e formano la cicatrice gliale.
Gli studi di ricerca hanno dimostrato che questa cicatrice gliale gioca un ruolo importante nel processo di rigenerazione. Permette anche agli assoni di crescere e passare attraverso il tessuto ferito presente nel midollo spinale.
Rete cellulare:
Gli astrociti possono comunicare liberamente tra loro
attraverso le giunzioni di gap. In questo modo, formano una grande rete cellulare altamente coordinata in tutto il sistema nervoso centrale. Aiuta nella regolazione di varie
attività nel cervello e nel midollo spinale.
Patologie associate agli astrociti
Diverse patologie associate agli astrociti
sono date di seguito.
Astrocitoma
La maggior parte dei tumori del cervello sono astrocitomi. Queste sono le cellule cancerose derivate dagli astrociti. Si verificano principalmente nel cervello, ma a volte si vedono anche nel midollo spinale.
In base alla malignità e alla gravità, gli
astrocitomi sono di due tipi:
Astrocitoma filocitico: sono tumori a crescita lenta degli astrociti che sono per lo più benigni. Si verificano più comunemente nel cervelletto e producono sintomi legati a disturbi dell’equilibrio e dell’andatura.
Astrocitoma anaplastico: Sono i tumori maligni degli astrociti che mostrano una crescita rapida. Possono invadere rapidamente il tessuto sano circostante. Crescono rapidamente in tumori di grandi dimensioni che non possono essere rimossi dalla chirurgia.
Malattia di Alzheimer
Gli astrociti sono considerati avere un ruolo importante nella
patogenesi della malattia di Alzheimer. Producono una grande quantità di
proteine beta-amiloidi. La deposizione di questi beta-amiloidi è il fattore più
significativo che contribuisce alla patogenesi della malattia di Alzheimer.
Malattia di Alexander:
È una malattia rara caratterizzata dalla distruzione della
guaina mielinica attorno ai neuroni e dalla deposizione di depositi proteici anomali.
È associata alla mutazione della proteina gliale fibrillare (GFAP)
gene specificamente associato agli astrociti.
Le anomalie degli astrociti sono anche associate
ad alcuni disturbi dello sviluppo del sistema nervoso.
Conclusione/Sommario
Gli astrociti sono cellule di sostegno a forma di stella presenti nel cervello e nel midollo spinale. Sono le cellule gliali più abbondanti e diverse presenti nel SNC.
Sono le cellule a forma di stella con un corpo centrale
con processi protoplasmatici a raggiera. Possono essere di forma protoplasmatica o fibrosa.
Gli astrociti protoplasmatici hanno organelli abbondanti e piccoli processi protoplasmatici ramificati. Sono abbondantemente presenti nella materia grigia.
Gli astrociti fibrosi hanno grandi processi protoplasmatici non ramificati. Hanno organuli limitati e sono abbondantemente presenti nella materia bianca del SNC.
Come altre cellule del SNC, derivano anche dal neuro-epitelio del tubo neurale.
Gli astrociti svolgono una serie di funzioni che sono essenziali per il normale funzionamento dei neuroni. Queste includono:
- Regolazione della concentrazione ionica
- Fornire nutrienti ai neuroni
- Rimuovere i metaboliti e i prodotti di scarto
- Contribuire alla barriera emato-cervello
barriera - Riparazione del SNC
- Regolazione del flusso sanguigno
- Sostegno fisico al cervello in via di sviluppo
- Struttura e funzionamento delle sinapsi
- Formazione della membrana gliale limitante
Le patologie degli astrociti comprendono gli astrocitomi,
i tumori più abbondanti del cervello.
Comprendono anche altre malattie come il morbo di Alzheimer, il morbo di Alexander, ecc. e alcuni disturbi dello sviluppo del SNC.
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